Lo que vemos como color de un objeto o una superficie es la característica del material que lo compone. Conozca los principales conceptos a tener en cuenta a la hora de hacer una buena medición del color.
Es difícil intentar explicar que es el color y la apariencia visual, como se mide hoy y que nos espera en el futuro, en un artículo de una revista. Hay quienes se preguntarán ¿Cómo se mide el color? ¿A que llaman “apariencia visual”?. Cuando uno ve en televisión el comercial, en TV, de la firma argentina Tersuave que menciona los colores con nombre de fantasía como celeste cielo, verde mar o negro Lavié, identifica colores que todos en la Argentina conocen de nombre, pero nadie puede verdaderamente identificar.Del mismo modo que cuando el hombre de campo nos habla de la distancia al mercado y nos dice: aicito nomás, y no nos basta. Queremos que nos indiquen si 5, 10 ó 20 “cuadras”, o si se trata de Kilómetros. Necesitamos saber cuánto, no sólo si es mucho o poco.
Aunque la mayoría de la gente no lo sabe, el color como una parte de todos los fenómenos de la apariencia visual, se puede medir, aunque no en el sentido clásico de las mediciones, como puede ser la distancia o las monedas. El problema fundamental que presentan estos fenómenos es que el instrumento de medición es el ser humano a través de sus sentidos y su mecanismo de interpretación cerebral de la realidad.
Para poder cuantificar esas magnitudes se estudia como el ser humano evalúa tales magnitudes y para ello intervienen fisiólogos, psicólogos, biólogos, físicos, matemáticos y filósofos que intentan, a veces con éxito y otras no, entender los mecanismos sensoriales que producen la cuantificación de las sensaciones visuales.
El problema es complejo y se estudia desde el comienzo de la civilización, aunque recién en el renacimiento con la aparición de un genio como Isaac Newton se comenzó a darle un contenido científico al problema.
Muchos son los nombres de quienes desde su visión (valga la redundancia) estudiaron y aportaron ideas sobre como vemos la realidad. Thomas Young, Wolfang Göethe, Ewald Hering, Ludwig von Helmholtz, James C. Maxwell, William D. Wright, Ives LeGrand, David L. Mac Adam, Dorothy Nickerson, Deane B.Judd, Richard Hunter, entre muchos que jalonan la historia de la colorimetría y de la medición de la apariencia visual.
No trataremos aquí de ilustrar como se mide el color y la apariencia visual, solamente hablaremos de cómo están hoy los estudios relativos a su medición y que nos presagia el futuro.
El color
En el principio fue la luz, esa radiación electromagnética que es capaz de excitar la retina del ojo humano. Sólo una parte muy pequeña de todo el espectro electromagnético que va desde las ondas de radio a la radiación cósmica, es capaz de ser detectada por el ojo humano que llamamos espectro visible y que va aproximadamente de los 380 nm (1 nm = 10-9m), en el extremo violeta, a los 770 nm en el extremo rojo. A ambos lados esta el ultravioleta (UV) y el infrarrojo (IR), respectivamente.
En el ojo humano hay tres tipos de detectores (los conos), que transforman esos estímulos electromagnéticos en sensaciones visuales de color: Una azul, una verde y otra roja. Las señales iniciales son procesadas por el sistema visual y conducidas por el nervio óptico al quiasmas óptico donde se derivan la parte derecha e izquierda del campo visual y conducidas al cuerpo geniculado externo donde se transforman en señales antagónicas rojo-verde, amarillo-azul y claro oscuro.
De allí viajan a la corteza visual, donde se transforman nuevamente en conocimiento y reconocimiento, fenómenos en los cuales intervienen la memoria y la conciencia. Es un fenómeno complicado y complejo, del cual solo se conocen algunas instancias. Existen aún muchos interrogantes por resolver.
La psicofísica estudia los métodos para evaluar la respuesta psicológica a los estímulos físicos. La radiación electromagnética visible, la luz, es un estímulo físico que produce sensaciones visuales y ha sido estudiada con diversos métodos psicofísicos uno de los cuales es pedirle a un observador que iguale un determinado color con la suma de tres primarios en cantidades adecuadas y ello ha permitido determinar el promedio para un numero reducido de observadores de las cantidades necesarias de los estímulos para igualar todos los colores del espectro electromagnético.
De tal modo hoy, midiendo el espectro electromagnético visible, es posible predecir como sería visto por los humanos. Esto es lo que hacen los colorímetros triestímulos y espectrométricos. Triestímulos son aquellos que usan tres o cuatro filtros simulando hacerlo como ven nuestros ojos. Espectrométricos son los que cuantifican la radiación espectral y, por medios electrónicos y matemáticos, se calculan las cantidades de los colores primarios necesarios para igualar el color del espectro analizado.
Ambos instrumentos proveen tres valores básicos que constituyen la identificación numérica del color. Para cuantificar los colores la CIE (Comisión Internacional de la Iluminación) por sus siglas en francés, ha creado dos sistemas para medir y representar el color; el XYZ de 1931 y el L*a*b* de 1976, mas conocido como CIELAB. La figura 1 muestra el espacio de colores CIELAB
Puede verse en la figura que el sistema CIELAB se basa en un sistema de opuestos, donde el eje a*, corresponde al rojo, y su opuesto, el –a*, al verde, el b* al amarilllo y el –b* al azul, siendo el 0 un color neutro, un gris entre el blanco y el negro.
Los instrumentos modernos permiten medir el color en L*, a*, b* o L*, C* y h don de C* es el radio vector desde el centro de coordenadas al punto que representa el color y h es el ángulo que forma el radio vector con el eje de absisas (a*) (Figura 2)
Requerimientos del instrumental
Los instrumentos actuales que miden el color se basan en dos geometrías fundamentales: empleando una geometría 45/0, o su inversa 0/45, y empleando una esfera integradora (d/8° ó d/0°). Lo que se trata de medir es el color, por lo que el pulido de la superficie, si es brillante o no, no interesa.
Ya analizaremos mas adelante otras formas de apariencia, pero es importante remarcar que lo que vemos como color de un objeto o una superficie es la característica del material, sin importar demasiado como está terminada su superficie. Al menos en lo que al color se refiere.
Cuando uno intenta describir los requerimientos que debería tener un instrumento para medir adecuadamente el color podrían mencionarse los puntos siguientes: geometría, iluminación, diseño óptico, tamaño de la muestra, programa de cálculo, comportamiento y errores y costo. Cada uno de estos aspectos requeriría un análisis particular. Por ejemplo, si se usa una u otra geometría, ver cuáles son las ventajas en cada caso y para qué tipo de muestras es la geometría mas conveniente.
No es lo mismo medir plásticos que pinturas automotrices, pinturas al agua que telas de seda. Cada caso requiere un estudio particular. El ejemplo de los alimentos es muy demostrativo. Las carnes, la miel, la harina, el pan, los frutos, las jaleas, las arvejas, las aceitunas, los tomates o los jugos, tienen características únicas que requieren mediciones especializadas y no cualquier instrumento puede medirlas apropiadamente.
La clave siempre está en la formación y el cuidado de quienes tienen la responsabilidad de realizar estas tareas, pero aún así, muchas veces requiere el consejo del especialista o algún desarrollo y/o investigación del problema específico. No existen personas que sepan todo de todo, sino algunas que saben un poco de algo.
Puede ser que quienes tengan la responsabilidad de autorizar la compra de uno de estos instrumentos no deseen gastar en desarrollos o investigaciones y se atengan a los consejos de simpáticos vendedores que les harán creer que sus productos sirven para todo. Cuando esto no sea así, el resultado va a ser una inversión que puede no ser la adecuada para la tarea que necesita realizar.
Cuando la elección es la correcta para la finalidad perseguida y se cuenta con un instrumento apropiado para realizar la tarea prevista, hay que recordar una máxima de Max Saltzman quien fuera co-autor con Fred Billmeyer, de uno de los mejores libros sobre color (Principles of color technology, Wiley, NY, EE.UU., 2000, 2ª Ed.), “Si uno da a un idiota un buen instrumento, obtendrá resultados idiotas”, por el contrario, un pobre instrumento en manos de alguien inteligente, obtendrá resultados limitados por el mismo, pero inteligentes.
Una de las características de los instrumentos nuevos en el mercado es su tendencia a miniaturizarse. Lamentablemente, esto puede ser tecnológicamente muy impactante, pero el tamaño de las muestras puede implicar que es necesario que las mediciones de las mismas correspondan a áreas suficientemente grandes como para representar un campo visual relacionado con los que controla.
Si se tiene una abertura de 1 cm es difícil que la medida sea representativa del color de la superficie de la pintura de un auto o de una tela, como mínimo debería ser de 25 mm. Contrariamente sería muy grande si uno quiere medir el color de prótesis dentales, donde el tamaño no debiera exceder el par de milímetros.
La medición
Los “arreglos” de detectores comenzaron con cerca de 20 en una línea, de 16 a 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 3070 y hoy los hay de 4096. ¿Cuántos llegarán en el futuro?, es algo impredecible, pero para un espectro que va desde los 300 nm (el UV-C va desde 100 a 280 nm, el UV-B de 280 a 315 y el UV-A de 315 a 380 nm) a los 800 nm, implican 500 nm, con un arreglo de 512 elementos permitiría separar el espectro cada nm, si se tienen mas de 4000 es casi posible separar ese espectro casi cada Amstrong o décima de nm.
¿Sirve, es necesario? No es necesario, tampoco sirve, pues si bien las funciones que caracterizan al Observador Patrón de Colorimetría está definido cada nm, el ojo humano no es capaz, en casi todo el espectro, de diferenciar una radiación monocromática de otra que difiera un nanómetro en la longitud de onda. Mayor resolución nada significa visualmente. Por otra parte es más fácil y rápido procesar un número menor de señales, pues como veremos en otra parte el procesamiento de la información de la imagen visual que realiza el cerebro humano es muy complejo.
Por ello, un espectrómetro que posea un arreglo que tenga entre 128 y 512 detectores es, quizás, lo más adecuado para medir color. El problema con la miniaturización es que, normalmente, estos espectrómetros tienen la entrada por intermedio de fibras ópticas, introduciendo una técnica nueva que requiere cuidados diferentes a los aplicados en la óptica convencional.
Finalmente, cabe señalar que con la aparición de los diodos emisores de luz (LED), algunos instrumentos los emplean como fuentes de luz monocromática de banda mas o menos angosta y, de esa manera, miden a lo largo del espectro visible, con siete, nueve o mas luces monocromáticas e interpolando los resultados.
Si bien las nuevas fuentes son mucho más durables y estables que la tradicional lámpara incandescente, el hecho de interpolar todo el espectro visible tomando como referencia un patrón blanco, deja la duda de su exactitud, particularmente cuando el color tiene bandas muy definidas como en los casos de los amarillos, naranjas y rojos o cuando se trata de un color muy selectivo. En estos casos el error podría ser significativo y es necesario verificar adecuadamente su comportamiento y calibración.
Por otra parte, esta rutina no debería solo recomendarse en este caso, sino que debiera extenderse a todos los instrumentos, sin excepción, para asegurar su correcto uso y las prestaciones que deben proveer.
Seguiremos hablando de estos temas y relacionados, en particular los referentes a otros temas relacionados con la apariencia visual como lo es la cesía y la espacialidad, el brillo, el mateado, la translucencia, la claridad, la “piel de naranja”, la definición de imagen, la micro apariencia con sus destellos y granulosidad, el goniocromatismo con el metalizado, el perlado y la iridiscencia y finalmente de la textura.
* Licenciado en matemáticas aplicadas. Tecnología del Color S.A.
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